[发明专利]光纤场效应管生物传感器、生物检测装置及方法

权利要求书

1.一种光纤场效应管生物传感器，其特征在于，包括：

光纤，其端面及外表面均镀有导电材料，端面及外表面存在一沟道，将导电材料分作两个电极即场效应管的漏极和源极；及

石墨烯薄膜，作为导电沟道，设置于光纤该端面且分别连接漏极和源极；

所述石墨烯薄膜表面还固定有单链DNA作为探针链；所述探针链的另一端修饰荧光染料。

2.如权利要求1所述的光纤场效应管生物传感器，其特征在于，固定有单链DNA的光纤的端面还设置于Ag/AgCl电极中的样池作为栅极。

3.一种如权利要求1所述的光纤场效应管生物传感器的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：在光纤的端面及外表面镀导电材料，导电材料间存在一沟道将导电材料分为两部分作为两个电极，此电极分别为场效应管的漏极和源极；

步骤2：通过湿法转移法将石墨烯薄膜转移到光纤的同一个端面，利用石墨烯的导电性，将石墨烯薄膜作为导电材料将源极与漏极连接形成导电沟道；

步骤3：在石墨烯薄膜表面固定单链DNA作为探针链，同时在探针链的另一端修饰荧光染料。

4.如权利要求3所述的光纤场效应管生物传感器的制备方法，其特征在于，在步骤2中，利用化学气相沉积法在铜箔表面的生长石墨烯薄膜。

5.如权利要求3所述的光纤场效应管生物传感器的制备方法，其特征在于，在步骤3中，在石墨烯薄膜表面，利用π-π堆垛作用，直接或间接固定单链DNA。

6.如权利要求3所述的光纤场效应管生物传感器的制备方法，其特征在于，该方法还包括：将固定有单链DNA的光纤的端面设置于Ag/AgCl电极中的样池，进而形成栅极。

7.一种生物检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-2中任一所述的光纤场效应管生物传感器。

8.如权利要求7所述的一种生物检测装置，其特征在于，还包括微处理器、模数转换器、数模转换器、光源和电阻检测模块；

所述光源用于产生的光信号，经光纤场效应管生物传感器采集并经模数转换器转换后传送至微处理器，实现光纤场效应管生物传感器的光信号检测；所述微处理器还与数模转换器相连，用于产生电压信号并加载于光纤场效应管生物传感器的栅极；所述电阻检测模块分别与光纤场效应管生物传感器的漏极和源极两端相连，用来检测导电沟道的电导率的变化并传送至微处理器，实现光纤场效应管生物传感器的电信号检测。

9.如权利要求8所述的一种生物检测装置，其特征在于，所述电阻检测模块为桥式平衡电路。

10.一种如权利要求7-9中任一所述的生物检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

将被测单链DNA施加于光纤场效应管生物传感器的探针链上，此时由于DNA链间的相互作用力强于π-π堆垛作用力，构成双链DNA；同时，构成的双链DNA与导电沟道构成新的双导电层，从而引起光纤场效应管生物传感器电导率的变化；

光源产生的光信号，经光纤场效应管生物传感器采集并经模数转换器转换后传送至微处理器，实现光纤场效应管生物传感器的光信号检测；

微处理器经数模转换器产生电压信号并加载于光纤场效应管生物传感器的栅极；电阻检测模块检测导电沟道的电导率的变化并传送至微处理器，实现光纤场效应管生物传感器的电信号检测。